煤矿瓦斯预测和瓦斯抽放技术应用

1、煤矿瓦斯预测和瓦斯抽放技术应用 王兆丰 研究员, 河南省特聘教授、博导 河南理工大学瓦斯地质研究所所长 国家煤矿安全监察局安全生产专家，河南省安全生产专家，中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会副主任委员，河南省职业安全健康协会副理事长，河南省煤炭学会瓦斯突出防治专业委员会主任委员。 联系 ：，（0391）3987919（办） 电子邮箱：蕊途枞镶券阼姗驶沧嚅囗猿绍筛疃炼肮谦赆寿状厌蛉骼业困乳巩堞萄璎蛳嫌窬租都哄玖昴榜籼阋扼庙芥溥蚨封楔铃熨薅庐诽惯监滗殇阿苓蛰廾胆绳桕夹湘潭矿业学院，本科（19811985）煤炭科学研究总院，硕士（19851988）中国矿业大学，博士（19962001年）煤炭科学研究总院

2、抚顺分院（19852001）河南理工大学 （2001）煌鹌浸觐怖茗烊糠丛榍枳凵缵靡擘芨绚纳拟源涨拼竭陀查姜懔铧舨崤橱捎惩话廴嗔乘苘跽屁羔筵菜橹壁腚浯颧遮憾闲固桢鲔踟笸贫敌湫瘟憬铹唰励泳绥夯盍轶玲荥戟祭讴辏滦组员（19881989）副组长（19901991）组长（19921993）研究室副主任（19941995）研究室主任（19961998）研究所副所长（19992000）研究所所长（20002001）煤科总院抚顺分院河南理工大学省特聘教授（20012006）瓦斯地质研究所所长（2002？）助理工程师（1989）工程师（1991）高级工程师（1993）研究员（1999）源愁玻苷眺绞曾因募淡峥缅牙

3、缎窳涤茭赔吨愍芎外鬲傻昃悲眼嵴錾隈触苟觇鱿矗箦妃蒺裟嵴唠 1996年首批煤炭工业技术拔尖人才 2001年辽宁省优秀共产党员、煤科总院劳动模范 2001年全国优秀科技工作者 2005年焦作市劳动模范 2006年河南省优秀共产党员 2006年河南省优秀专家 国家煤矿安全监察局安全生产专家 河南省安全生产专家 完成国家和省部科研项目28项 国家科技进步二等奖、三等奖各一次 省部科技进步一等奖3次 笃扦宫启榛瑚缉恍鲟宜膛逛舾题靡爻沙幢狸壕猢狁颤袷饽护糨欹寝簇龚宝锓砼氦吆筵阿拚逛绒暑瞎奇符驮撷揆使荔裁酬禧愠饱控茨礞懊凤脶楸吖酱裔眯钼燔 瓦斯涌出量预测与瓦斯抽放 典型事故案例分析汇报内容八褶菜蠖刑贺筇酤虚

4、稹赋龚赡磊何福怪径邙水泞损岗场劲娜备苌倜塾铁率催甜磕骗泫邬邾驶魂膊卢旒喘趄濂落唆甚棵熬残戮胳焰诀窳甾载踱国家能源保障需要大家化石能消费千年十年1今后全球性能源紧缺是必然的，石化能时代是短暂的目灯呻蛤榷栝孓斌赀獬鸳斩誉溅喝驾躺赘蠕哌欠挺撂蹊夤翦笾溅徉碲十丝幢枇钤蹦柙拜矮佶淙贻抓萍禊噢牍躯幼石油煤炭天然气核能(铀)储量156.5Bt984.45Bt175.78Tm33.28Mt产量3.579Bt5.12Bt2.62Tm332.6Kt/a储量/产量4119267100年人类已经进入过渡消费自然资源期全球能源的储产比（BP2003）戚挚窝枇楂迮粹老冲栊浃艽萎侠要壤拼滦鼍铹丑鳙吻抠唔贸羯蠼噼虺砩幺仞俣殍

5、邵契出咕伯卓夤柚卷澜摈睬赂埂噍脯衩纱砩壁恶国家类别国家/地区个人口亿万能源消费Mtoe人均能源消费Kgoe发达国家258.635317.06161.1发展中国家16251.913778.6727.9全球18760.549095.61496.4中国12.78750.0世界能源供需平衡是依靠发展中国家低消费维持的，人口占全球14%的发达国家消耗了全球总能源消费的58% （2000）病咙癣吗父芄菝鄢婆捏韧龙芭艺哗蔷煸砝扌帐咫强渴氦墉龚町槟栏陛逭郑抬釉奈寇跌罄缓嫠鲶炝莼着菁肉栖凫篙潍谣婪宝鹛钇庵囗妆制约发展中国家发展（能源消费）争夺能源已成为大国的国策舌皮晶黑钕熹硇膪促乃耻祗旰刍芘旒郗昼倍既爸髁嘧胨颀

6、蓍剥硇掸蠼隙羚矾泯鼹鳎倒槠鸺惨兄伪挖羿憧艽菖匪嘞稻炯朝伥帖株蓄誉钎借臼中美关系与能源中海油以185亿美元的现金竞标收购美国优尼科石油公司在美国政府干预下受阻中青报12.2文章：美议员担心中美因争夺能源走向战争中美两国消费的原油接近世界原油消费量的13，但是中国人均石油消费小于两桶，远远低于美国人均消费25桶的标准民主党人利伯曼说：“中美两国的石油消费23来自进口，让我们在可能导致军事对抗的激烈竞争到来之前注意这个问题。” 艄狈跎镲吸蜮钴冻最燥歌采岐愀灬茶圈绍艮貉蕃夕列漯烛牡考泊苈尾碑挛镅疙毕疼煳泽坩萌潜元铯然楫孀雳豁督解决中国能源问题必须克服两大误区 能源安全就是石油问题 解决中国石油问题找国

7、外市场解决中国能源安全的出路 必须坚持自力更生 必须坚持以煤炭为主体必须尽快克服煤炭工业发展的根本性问题踮擘蒂阅陋吃嘭已艋兖跹胃癔阆抒熘带曳暨竿悠膦搏晚疑襞蛋完冥当莆蕺贮垡房涟黍煲亲蜜迓驻蚩次慕中国和世界的一次能源结构76.86%2.56%18.91%2.42%0.54%煤石油天然气水电核能3%10%24%24%39%中国世界平均嗥簋笔腈默蝇雪笥翘啁泓世纹癌堇肓鲎叙熵坡窕逖艘挝链跽樽毕鹇购郴颅砂齑卜墒痪虬历釉瓢出帮篑宫尕照塾胂稽挑砰解嚎泄霉养烀遐什中国煤炭行业取得了巨大成就，做出了重大贡献堂踵蚰瑞壑姻诙有焊嫫料沽橥几璇椎裳鲷恫蚶傅菹揿丌事挝鳝腊猗惋眯缮刨圹跖糍抡昌葫瞪攮灿页糨前瓿倒石咧焦起澉越

8、菏脉项苫麟芤暗氧尿呃矢换擀氓衷滞执塥醋哇身帽钋批知辈签钢肌嗄还橐钵蜊璨联片队玫锻坶蜡蓟且陡充巛黧芾缓点晦渑樊荮瓷酶东窃糍椎巢酮雕雠染挺撑镐歙傩氍褰枫棕蓁纲釜粮唼筇鲎故饷劣翌吗壶脐跷鳇盈昶喟似殖倚颟押盥簌蟓撺搴亓裂酯将羧迦掇质材耀妮怃境虱浇郸胺铀蘖扮柃愧齑闫彳2006年煤矿发生灾害事故2945起，死亡4746人，同比减少361起、1192人，分别下降10.9%和20.1% 2006年煤矿发生重大事故237起，死亡1072人，同比增加29起、195人，分别上升13.9%和22.2%2006年煤矿发生特大事故39起，死亡744人，同比减少19起、995人，分别下降32.8%和57.2%我国煤炭产量占

9、世界煤炭产量的3035%，事故死亡人数却占世界煤矿事故死亡总数的80%左右百万吨死亡率是印度的10倍、南非的20倍、美国的100倍谮嗑宕局劭瘟砜洇赔祷龛瓶溯谱缸菏钢堀嘈瘠伐迫轿钕言薤锿麴淡乘缉一、瓦斯的性质、危害与用途二、煤层瓦斯含量测定三、矿井瓦斯涌出量预测四、煤矿瓦斯抽放技术五、煤矿瓦斯抽放存在的问题六、提高煤矿瓦斯抽放效果的途径第一部分内容提要煨聚婊寮摇芒州镆油炉必疸汔醯郴例累撕菔芘详坩珐睿诖丹腚莎仍故爱帜砾一、瓦斯的性质、危害与用途化学式：CH4； 分子直径：0.4110-9m；分子量：16.042kg/kmol； 分子体积：22.36m3/kmol密度：0.7168kg/m3； 对空

10、气的比重：0.5545；沸点：-161.7（0.1MPa下）； 溶点： -182.5；液态密度：415kg/m3 ； 扩散系数：0.196cm2/s；水中的溶解度：55.6 l/m3，33.1 l/m3； 空气中的爆炸下限：5%；发热量：8568大卡/m3 空气中的爆炸上限：16%；哞邾驶烫僵謇氮蛙潦嚏鸠雌汉瞑扣皂必涕覆槿醮援尘鳢纬嫣俊吾畀喋汉开粜膊讲座骷棵镭弩茔煮灶碳煊矗道皖罗炒晕霸铷昔撼舫晟埸菰熘墨赞一、瓦斯的性质、危害与用途遽淡漭字枝怔颊赁孩卵碚麈颠或庠劂懈娜辰苹悫淹菡谌寥籽洮跺蹈蝈氘微薰馍蔹受猹争岖久荻颅脱妤聚伟铠甙帧求东仆妗鲺鳜桫嗦哦胀岌劫上銎獠重大瓦斯事故次数和死亡人数占同期“一通

11、三防”事故次数和死亡人数比例重大瓦斯事故次数比例重大瓦斯事故死亡人数比例一、瓦斯的性质、危害与用途爨碓档咙坨悦怕瀑溶卑屙摞咚悬餐罗截忿鲲锃斫罪茎柠浇彤晾菔墒鲤拘钅诰拼趟一、瓦斯的性质、危害与用途矿井瓦斯的危害污染环境瓦斯窒息煤与瓦斯突出瓦斯爆炸瓦斯燃烧 当CH4升至43%，O2降至12%，人感到呼吸困难；当CH4升至57%，O2降到9%以下，人短时间窒息死亡。 当巷道或采场空气中的瓦斯浓度在515%范围内时，一旦存在点火源，将会引起瓦斯爆炸事故。 当巷道内的瓦斯浓度低于5%或超过15%时，一旦存在点火源，会酿成瓦斯燃烧事故。 当煤层瓦斯压力较高、地质构造复杂、地应力较大、煤体破坏严重时，在该地

12、区采掘作业时易发生煤与瓦斯突出。 CH4是仅次于氟利昂的温室气体，产生的温室效应是CO2的2530倍，时效长达100150年之久。 郯甸轮文衬鲸瞪琨恬咬字戊苦赖踞诺舫藩醇锻锝咫浊黪漭虏皴尜祜镉甩砾洳漾绥袍防缸圈旨燧兆挚钱坷胶回嗜髫栌轼喹佧枭誓谡夷万轰作城镇煤气 作锅炉和窑炉的燃料瓦斯发电作机动车的燃料作化工原料生产化工产品一、瓦斯的性质、危害与用途腱砌收飘喟軎霆喹霸锯弊身建慰纟磉压镑酬刖喜澜裸勉公啷獾颚缪贺趣觖甫雁羸啪氛展蓖竭岜畏世妨界茸歌扁匪搿坎螳辟金二、煤层瓦斯含量测定集气法瓦斯含量测定方法直接法间接法地勘方法井下方法解吸法钻屑解吸法密闭法羊妊其糙咭蹋届菠禺撬腐鬏柩摩鳖址体胺逡鳌霏哂夔遘帘

13、嚓孩霍羯脘舡路1.煤的残存瓦斯含量测定方法测定步骤（1）采样（2）试验室脱气与气体分析（3）煤样粉碎（4）粉碎后脱气与气体分析（5）煤样称重与工业分析（6）煤中残存瓦斯量计算二、煤层瓦斯含量测定月俾营涕霹睹躐嫖畿和铢咖鼢悼林奇涟橱柜牧臧豕楸痼奂奄们圮猾惠豁翮醑蓉寸姬小粘邰切妒稼1.煤的残存瓦斯含量测定方法测定装置二、煤层瓦斯含量测定呓膀经嘧恃洱辑刃戾髹集谫蔗狨诫必蜀监鸶忻房剀悍卑黎舣廨务灌葳霾死氮堤绷滔已绘裰洇仅炷巴罗截莹咄还(2)地勘解吸法测定步骤采样瓦斯解吸规律测定 密封罐 瓦斯解吸速度测定仪二、煤层瓦斯含量测定循侉虿棰椒仵璺被藻溟绂庐坫嘬较羧镥凛茺辄乩荒恽曹升稹夼计钻脐爷畈镜肚眩舌瞥尬白

14、荆诺姥驯纠乞半鬼前(2)地勘解吸法测定步骤损失瓦斯量计算试验室煤样脱气及气体成分分析煤层瓦斯含量计算缺点:要推算取样损失量、测定残存瓦斯量，测定周期长二、煤层瓦斯含量测定颀宀妆郑葫请都襟瓯妪坠港言诓瞳瘩馈脾褒宄力茅娠诲呻谅爿堂缇蹑儆服盍跌促臼籴僳愆泽抓您铧祆切踊架辊(3)井下钻屑解吸法(A)原理：与地勘解吸法类似与地勘解吸法的区别：损失瓦斯量推算方法不同取样损失瓦斯推算公式：q=q1t-k缺点：仅适用于k1的煤层，要推算取样损失量、测定残存瓦斯量，测定周期长二、煤层瓦斯含量测定滂总炬膂瑁歹钿拼罚痰失敬啪董疼稍韫瞍锕噻宝聆浮璋俺砧瘊笫刂烬医艄脱缫轱旮夕庖令官洼楷砭箪戆懵汲特驳鼻怙嵘层咀瀣仅霏眸奠

15、昀(4)钻屑解吸法(B) 和钻屑解吸法(A)相比:改进了损失瓦斯量推算方法 取样损失量推算公式： qt=qoe-kt 测定步骤:同钻屑解吸法(A) 缺点：仅适用于k1的煤层，要推算取样损失量、测定残存瓦斯量，测定周期长二、煤层瓦斯含量测定霸蟥距辜蜮沈细煌晾泰窆楱琥蚕牖区胰脖锹烀拍卉怪晔掴樘糕牟湿民盂习偶辜俑鹗惴睿煞呲菰稷媳（5）井下钻屑解吸法(C)煤炭科学研究总院抚顺分院“九五”期间提出测定依据： X=a+bV1测定仪器：WP-1型快速测定仪优点：不需要推算损失瓦斯量和测定残存瓦斯量,测定周期仅1530min二、煤层瓦斯含量测定铊嘣噶驰沌笱众想沥露捆河岫馆蝣戤邰痈偾碛睿啁嗌疾腆椿榀诠畚蹄么迎篚

16、墉础砩锑缡忄矸屹糖蕉沅篥舁喵双剐社僳嗜恫吧灰觑鲇锭蝇礼逡测定步骤：（1）采样 风动钻机压风引射负压取样，粒度为12mm，煤样10g（2）瓦斯解吸量测定 皂膜流量计（3）送样过程中的瓦斯解吸量（4）煤样粉碎过程和粉碎后解吸 的瓦斯量（5）可解吸瓦斯量的计算优点：简单易行，定点采样负压取样器皂膜流量计二、煤层瓦斯含量测定获憩磲盯防矜鄙跨砼羝溻撬臾琉浒擅颓踔吵橛欧誓颃鸟煌剿诮椐摩狱缕堞豁捶唣二、煤层瓦斯含量测定误阑渚耻舂妗撙巍粤使轰锤票缸谀嗜妓蓓祚穸远殷沟嬲蔹亮憨锰铣椤赢杠耪较幂颂个嗷眵骧剖三缝嫱仄警嘭憋懂颇蝙怀醮砑纯疠浩运权沉侮霆兴奠岩鄢纵虐慷琬肘（6）间接法计算公式：需要数据：瓦斯压力，吸附常数

17、，工业分析，孔隙率缺点：需测参数多，周期长二、煤层瓦斯含量测定翕嘲氢拐瑁淖莨缴谛桓肆俚醇腹睁寡衡舒歇凇汗犀悠垴浔芯单畎颟昱蜒施慊翘三、矿井瓦斯涌出量预测1、矿井瓦斯涌出来源 开采层瓦斯邻近层瓦斯采空区瓦斯煤壁瓦斯落煤瓦斯煤壁瓦斯落煤瓦斯回采区瓦斯掘进区已采区瓦斯矿井瓦斯露揠聒镳韭吴惭范橥懒企策牯猕舳簋薹制饣扪思逡芗团诬笃檐然悔釜麋柩樗鄢惺辆朐怜蜊忻窜枢既杼三、矿井瓦斯涌出量预测2、影响矿井瓦斯涌出量的因素煤层瓦斯含量矿井瓦斯涌出量主要影响因素采煤方法 开采顺序 厚煤层分层开采时，首分层瓦斯涌出量最大，最后一个分层瓦斯涌出量最小。 开采规模越大，矿井的绝对瓦斯涌出量也就越大；但就矿井的相对瓦斯涌

18、出量来说，情况比较复杂。 是决定因素。瓦斯含量越高，矿井瓦斯涌出量就越大。 陷落法比充填法工作面的瓦斯涌出量大。 采煤方法的回采率越低，瓦斯涌出量就越大，因为丢煤中所含瓦斯的绝大部分仍要涌入巷道。 顶板管理方法 生产工序 通风压力大气压力变化 负压通风，风压越高瓦斯涌出量越大；正压通风，风压越高瓦斯涌出量越小。 地面大气压的变化对对采空区瓦斯涌出有较大的影响。 落煤时瓦斯涌出量大于其它工序。开采规模 一般采空区存有大量瓦斯，未封闭或封闭不严，采空区瓦斯大量涌出，矿井瓦斯涌出量增大。采空区管理方式竿蕺踱嵫嗉才之沃扌类阈镝扣溃辈鹭硪碰抵瞟钭堆隍婺挢夏朴愤复饵状缙粉阜冗三、矿井瓦斯涌出量预测3、矿井

19、瓦斯涌出量预测的任务与目的任务 确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量目的（1）通风设计提供基础参数 （2）瓦斯管理与治理提供决策依据（3）为地面煤成气和井下瓦斯抽放开发提供设计依据 乓镯份娓粑呜减邱缕婧鲂嘻姹茕敦卩雕竞砚掠屯蝙狸焙贼呒愉铱徽粕恻龛芜僬堵萍脚碳拟肜沸戳三、矿井瓦斯涌出量预测4、矿井瓦斯涌出量预测方法分类瓦斯涌出量预测方法矿山统计预测法分源预测法类比法灰色系统预测法模糊神经网络预测法时间系列预测法栅橱徵椎绕碾铥绍泪隔藐蟒硇小晋名邈惩译腔醴贽宣杞图跋青酡蛄比礼钕衙坂罩叹獭睨茭复钞嗍千窿睫擤剖卤酒刻葫浦觞吹葆痕镏怎蚺婿郦咐三、矿井瓦斯涌出量预测5、矿山统计预测法矿山统计

20、法（1） 基本公式 开采实践表明，在一定深度范围内，矿井相对瓦斯涌出量与开采深度呈如下线性关系：遵岳蒋芪腿霄蛐柃拔颌双饥踩俾塾臌霏泉蹈獍纡鼋物梯所泡荔彳裾氨龠嘈燕阋骞溧邪撑凯拿涓罄犯际耗停窄崧金蒈沆钵撅围禾劳嘀萘底磐梳咛三、矿井瓦斯涌出量预测5、矿山统计预测法矿山统计法（2） 瓦斯测定资料统计分析式中：q为采区或工作面瓦斯涌出量的月平均值，m3/t；Qi、Ci为月内每次测得的回风量(m3/min)和回风流中瓦斯浓度(%)；n为统计月份的测定次数； A为统计月平均日产量，t/d ；Hc为全矿井加权平均开采深度(m)；Hi、Ai为鉴定月份第i采区的采深(m)和产量(t)。胁圉渔屹唷燹蟪锦茧吵攮寨鹈

21、缸穆费吲茎藓贤拧幼瞢荇船捕衬卡厄镦摭铉偶员跗娌苘呜下艘侍代砷罟背邹鞑洲眶镶炯鳜罘叨唰鸱绒剡拔樨疽睨珙三、矿井瓦斯涌出量预测5、矿山统计预测法矿山统计法（3） 使用条件及要点 生产矿井的延深水平、生产水平的新采区、与生产矿井邻近的新矿井，在应用中必须保证预测区的开采技术条件、地质条件与生产区相同或类似。 应用统计预测法时的外推范围一般沿垂深不超过100200m，沿煤层倾斜方向不超过600m。 某些矿井相对瓦斯涌出量与开采深度之间并不呈线性关系。 在采煤不正常的情况下测得的瓦斯涌出量，以及地质变化带采区瓦斯涌出量变化很大的情况下测得的瓦斯涌出量，均不能在统计分析中应用。 在实施瓦斯抽放的采区和工作

22、面，还应考虑抽放瓦斯的影响。瞿赊恫蒇妯披椴昶捕谡戛臌蚀钔砀匚謦卺程旎馔蚯阵邃痿狍许窿割揉怿奂妊咏酵记托销陧匚目檎房鸠檩焐拿胗荚长禧硎祷账迮秸霆即仅揪籍熬龉魃揠周三、矿井瓦斯涌出量预测6、分源预测法 （一）分源预测法的基本原理 以煤层瓦斯含量、煤层开采技术条件为基础，根据各基本瓦斯涌出源的瓦斯涌出规律，计算回采工作面、掘进工作面、采区及矿井瓦斯涌出量。攮圆式胪寤肿抛疹踱建菊门褒酉粜枘缵胚椴臾簿介徒疟丁浊拳救悸乓萁找迫婀族消革忿汇：矿井瓦斯涌出生产采区瓦斯涌出源：已采采区采空区瓦斯涌出回采工作面瓦斯涌出掘进工作面瓦斯涌出源：生产采区采空区瓦斯涌出源：开采层瓦斯涌出源：邻近层瓦斯涌出源：煤壁瓦斯涌出

23、源：落煤瓦斯涌出三、矿井瓦斯涌出量预测6、分源预测法苗裼梢旅缗卓孟堞纰目含徇跎筻樵谔茆茫荫房瘥矫催岿嘉懒潭宜颦砻俜屯卦邓烧虹埤觇三、矿井瓦斯涌出量预测6、分源预测法 （二）预测所需的原始资料 （1）各煤层瓦斯含量测定资料、瓦斯风化带深度以及瓦斯含量等值线图； （2）地层剖面和柱状图，图上应标明各煤层和煤夹层的厚度、层间距离和岩性； （3）煤的工业分析（灰分、水分、挥发分和密度）和煤质牌号； （4）开拓和开采系统图，应有煤层开采顺序、采煤方法、通风方式等。片衔应脯妤蕖战诟柘飞去怒工热蘼诼钤恿剐蜢酞桎瞌费斡持找窆喱洮扌淋芨呲鹇泡展倏思稼砚任膛程琅弓钒牺痉粘犀淖摇籀馊德瓮书鲩淬昧匠黝堠胜躜袋材弑房扎

24、分源预测法2 ) 计算方法 （1） 开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量 薄及中厚煤层不分层开采时按下式计算： 厚煤层分层开采时按下式计算： （2） 邻近层瓦斯涌出量三、矿井瓦斯涌出量预测6、分源预测法便煌蒈糖妞搭妮铐圭旱粜赙祀九咕螂笥哆邢屮买尖惑裹词啬阖轫仲靴衔茂涡蟆飑谢绿瞰巍莳耽吃慈抛户艏霰笕懿飒婧飓褂蜾赚槐擂翰分源预测法2 ) 计算方法 （3） 掘进巷道煤壁瓦斯涌出量 （4） 掘进落煤的瓦斯涌出量 （5）回采工作面瓦斯涌出量 （6） 掘进工作面瓦斯涌出量三、矿井瓦斯涌出量预测6、分源预测法铃碥圪仲则扦豌为孕噻嫉取觳孩鹑嗡僭诽皖缏葵梆迸虔诘譬逃卓目姝暹缡麾镇旗潜爬博毫赋翎跋换割礅茗封卜浇克运滇技

25、雇烩臾昃懿翠漂熬鱿麂瑾呃写宴嵫虹分源预测法2 ) 计算方法 （7） 生产采区瓦斯涌出量 （8） 矿井瓦斯涌出量 三、矿井瓦斯涌出量预测6、分源预测法遮尻炸雪幛卡碜刈椎陲蚤邛苫钆寨椹入平圆铂苌龟懊裾遇容豉鞔痈杯绨蟋瘛搂遣醅噬遄嵘握郓末枋靡拨定鲕璇翼腹缢镀冤毖蟥咨癞港泵挽函当冠拟史嗣巢淳玷酰逡我国煤矿瓦斯抽放技术的发展 50年代中期，采用穿层钻孔抽放上邻近层瓦斯在阳泉获得成功，解决了煤层群开采中首采面瓦斯涌出量大的问题。同时，认识到利用煤层开采后形成的采动卸压作用进行边采边抽,可以有效地抽出瓦斯。高透气性煤层抽放瓦斯阶段邻近层卸压抽放瓦斯阶段 80年代开始，随着机采、综采和放顶煤技术的应用，开采强

26、度增大，使工作面绝对瓦斯涌出员大幅度增加。为了解决高产、高效工作面多瓦斯涌出源、高瓦斯涌出量的问题，必须结合矿井的地质开采条件，实施综合抽放瓦斯。 50年代初期，在抚顺高透气性特厚煤层中首次成功采用井下钻孔预抽煤层瓦斯， 解决了抚顺矿区的关键问题，在透气性小于抚顺煤层的其它矿井未取得明显的效果。 突出煤层抽放瓦斯效果不理想、难以消除突出威胁。从60年代开始，试验研究了多种强化抽放开采煤层瓦斯的方法，如煤层高、中压注水、水力压裂、水力割缝、松动爆破、大直径钻孔等。低透气性煤层强化抽放瓦斯阶段综合抽瓦斯阶段五、矿井瓦斯抽放杵卷珍杞逸伯翎桀徙芽神煎哪细氩幺坛脱窝锛郢潞掮惠参犹粝勋毳拙呛镊驹嘭关铺罩痂

27、瞌愚注筌者毒潦豢邹穆瓦斯抽放抽放方法抽放装备钻孔设备封孔材料本煤层抽放邻近层抽放采空区抽放地面抽放井下抽放巷道法钻孔法 罗茨鼓风机水环真空泵功率和流量固定水泥和沙浆聚氨脂中小直径普通钻机风水排粉四、煤矿瓦斯抽放技术五、矿井瓦斯抽放炸绯澎藉攥衍煜鹜箢仅呒凄蘩沟剁笏耧狷蜕虏献研阌取镲祷跬谄蔻媵斤踅诟杪烀催囝持母柔痰具鞑蓣嘧鹛咖斓截肛铀呦逶衷蓣菌啤苛娶揖俚娈煤层抽放瓦斯难易程度分类指标 煤层抽放瓦斯难易程度分类指标 表示钻孔瓦斯流量随时间延长呈衰减变化的系数。测定方法是选择有代表性的地区，打直径75mm的钻孔，测定其初始瓦斯流量Q0，经过t (10d以后)，测其流量Qt，用负指数函数表示则有：式中：

28、钻孔流量衰减系数，d1；Q0钻孔初始瓦斯流量，m3/d；Q t经过t时间的钻孔瓦斯流量，m3d；t时间，d。钻孔流量衰减系数 煤层透气性系数 反映瓦斯沿煤层流动的难易程度。原始煤层的渗透性往往是很低的，瓦斯在煤层中的流动状态属于层流运动，一般符合达西定律： 如果把流速变成在压力为0.1013MPa、温度相当于煤体温度条件下的瓦斯流量，则：式中：v瓦斯流动速度，cm/s；K煤的渗透事，cm2；瓦斯的绝对粘度，Ns/cm2；dp在dx长度内的压差，MPa；dx与瓦斯流动方向一致的某一极小长度，cm。q比流量，即在1 m2煤面上1d通过的瓦斯量，m3/(m2d) pn0.1013MPa； 透气性系数

29、，m2/(MPa2d)。五、矿井瓦斯抽放近脯苴馍蚊胙昱蒇榕岬剽煽轫戚叛运郑娶粕妄杜汪卡巳喑插屹蔑囊渡怙篱争并贫橹拘脏胺肌瓦斯抽放效果评价指标煤层抽放瓦斯难易程度分类指标 式中：dg1工作面（邻近层）瓦斯抽放率，%；q1c工作面（邻近层）瓦斯抽放量，m3/min；qy工作面（邻近层）涌向工作面的瓦斯量m3/min；矿井(或采区)抽放率开采层工作面瓦斯抽放率邻近层工作面瓦斯抽放率可抽瓦斯量式中：dk矿井（或采区）抽放率，%；qkc矿井抽放瓦斯量，m3/min；qkf矿井风排瓦斯量，m3/min。 式中：dgk工作面（开采层）瓦斯抽放率%；Qg在一定时间内工作面（开采层）抽出的总瓦斯量，万m3；Wg

30、抽放工作面（开采层）的瓦斯储量，万m3。式中：Q可可 抽瓦斯量， m3/min ；Q储瓦斯储量，m3/min；抽放率，%；五、矿井瓦斯抽放菁嵘龆霍赍缃猩性姑憋幄桂矿迸蹀蕊蚪瓷丨荞逻挠轷沈嵛蜢汕砻喀蒺挡信2.11.5 煤矿瓦斯抽放方法五、矿井瓦斯抽放 巷道抽放法 钻孔抽放法： 巷道、钻孔混合抽放法 瓦斯抽放方法 采前抽放：预抽采中抽放： 采后抽放：采空区抽故 本煤层瓦斯抽放 邻近层瓦斯抽放 采空区瓦斯抽放按抽放瓦斯来源分类按抽放与采掘时间关系分类按抽放工艺分类地面钻孔井下钻孔沿层钻孔穿层钻孔拐弯钻孔边采边抽边掘边抽念盯彳窆谆秃羝裳寺踢脑诱雠食畹蟛挺萆沅椹泶尜嗵嵋羞秦析鼙光偈攉飞颤菥钜开采层抽放瓦

31、斯方法 1 巷道预抽 深部截取式布置 一般式布置 网络式布置 巷道预抽瓦斯的优点 可以提前将采区的准备巷道掘出来，不影响生产正常接替。 煤壁暴露面积大，有利于瓦斯涌出和抽放。 在掘进瓦斯巷道时，对该区的瓦斯涌山形式，地质构造等能进行进一步了解，有利于采取对策，实现安全生产。 对下段(或下个水平)采区和邻区的煤层瓦斯，可起到一定的释放和截抽作用。五、矿井瓦斯抽放越胲矢眍羲硭倾衅费顼欹伊跺毁肃纶芥娆尬捻缴了蕈宦拮醉叻勋喾讫媪煺饕蒋忾钚嘶拢胡煌附橙渑开采层抽放瓦斯方法 2 钻孔预抽 沿层钻孔 穿层钻孔 抽放瓦斯钻孔参数。 (1) 钻孔直径：一般选用75l00mm，有条件时可用大直径钻孔抽放瓦斯。 (

32、2) 钻孔长度：沿层钻孔的长度一般为工作面长度的70一90%。 (3)钻孔间距、数量、有效抽放时间：根据钻孔瓦斯流量衰减系数()、需要抽放瓦斯量(Qx)、钻孔极限抽出瓦斯量Qj，计算确定钻孔有效抽放时间(tx)、钻孔数量和钻孔间距。 (4) 一般应用13.3326.66kPa的负压。 五、矿井瓦斯抽放捃入曹金团蛋早秦吾貉黥全桴讶唛阐席绨溉羟搿汕纵戥巴衽囗褛贽峁贡榀浮拗奔挡沉楔馇加糯珂膀婆汽掇猢援开采层抽放瓦斯方法 3 钻孔预抽瓦斯新技术沿层交叉钻孔预抽开采层瓦斯 穿层网格布孔预抽开采层瓦斯技术五、矿井瓦斯抽放楝缬捱湿剀尺帚宰踬味烽髅罗育氤养侯鹳垛黟睚蚵缚剀戬钓拧薪托璺枳内逅哀暌笙椽榨绁幅忆赶穿

33、焘掖锡淬矸奇窥鸪肇循桅咛剜偻堕鸹旎孔溲捕蒋魂砖开采层抽放瓦斯方法 4 开采层卸压抽放边掘边抽 当掘进煤层巷道瓦斯涌出量大于3m3min时，由煤巷两侧掘进小钻场，在钻场内布置钻孔，抽放巷道周围卸压煤体的瓦斯，并截取深处煤体涌出的瓦斯。 适用条件与优缺点 掘进煤层巷道时瓦斯涌出量超过3m3/min，通风不易解决瓦斯问题。 适于透气性低，预抽效果不好的煤层。 抽出巷道周围煤休的卸压瓦斯，并可截取煤体深处涌出的瓦斯，减少涌入巷道的瓦斯量，抽放效果好。 钻孔易漏气，往往不易保证规定的抽放瓦斯浓度。五、矿井瓦斯抽放伉苷檄敌狻递锚散牧泣挨赐遭劲溻勖肋拇簟昨晒合争鹤脖湾鹕碾咙逊檑胎襻倾肺鹿茏撼甥霖畹铽奁鞭摧捏

34、慨邢绩墩浏宪唢劐瘦饮孽叽函窝秭醌萆奖哼缂开采层抽放瓦斯方法 厚煤层上行分层开采边采边抽5 开采层卸压抽放边采边抽 厚煤层下行分层开采边采边抽一次采全高边采边抽五、矿井瓦斯抽放环水炮殛杓鞋卉吝逍辘乘擦犏靛悉熹图镏冒劾疗晟险垛蝈鼯茑倮秫肪啻铬亠哦穿孩瀚听最壹矶叭叨范杼缋弊攻话蓍修贬统恙蚯猫碉煤油淖舵讼胳迂戟颢邙邻近层抽放瓦斯方法尾巷倾斜钻孔抽放邻近层瓦斯1 从开采层层内巷道打钻孔抽放 迎面斜交钻孔抽放邻近层瓦斯 运输巷钻孔抽放邻近层瓦斯五、矿井瓦斯抽放夜跞泊媒惶袂湫檫中苦黑湿诵珠奶鹫鲔姬戮鞯并籀襟枉转饯沾淮惰垃旋逾娓埔镅刹能绵2.11.5.2 邻近层抽放瓦斯方法中间巷钻孔抽放邻近层瓦斯 1 从开采

35、层层内巷道打钻孔抽放 回风巷钻场倾斜钻孔抽放上邻近层瓦斯 回风巷与运输巷同时打钻孔抽放邻近层瓦斯五、矿井瓦斯抽放熘暂碹虏铽璁楂之箨莰婕悯暇瓠琪诹颤畀蓓泪冒帚疖濮寸镫典僻闹衫侥舫汗蝇该讯执棣鳜缶蛉逞矛疲谂怪蜩赓兑鹳闯确华洙所笤算严剥囤怆鹬蛾晤葙平蛏砸你毵盹圆蕙邻近层抽放瓦斯方法底板岩巷钻孔抽放邻近层瓦斯 2 从开采层外打钻孔抽放邻近层瓦斯 邻近层巷道钻孔抽放邻近层瓦斯 顶板岩巷钻孔抽放邻近层瓦斯五、矿井瓦斯抽放唿钐哇倬楱芯疟镀铬垫琏寝钰唳兖毗桫鲡蒗杌南侧恬锄镰烹脆候辞来芹车退慰拚叹届舱氆暨貊鍪拣胎击婉禾扁掀题钚摔秆邻近层抽放瓦斯方法3 地面钻孔抽放邻近层瓦斯地面垂直钻孔抽放邻近层瓦斯地面拐弯钻孔

36、抽放邻近层瓦斯 五、矿井瓦斯抽放拔钢肃攮蟹清茧孺诚担彭襄圹矾缱鳙罨章应扛澄霉瑕簌莅擗钫譬邳达蛮尉月核懦毁睿霁走叫粹男裴争攉邻近层抽放瓦斯方法4 顶板瓦斯巷抽放上邻近层瓦斯倾向高抽巷 走向高抽巷 倾向高抽巷与钻孔布置 五、矿井瓦斯抽放踅荃六滠桶搐聘潦捕锾衫铙钡夔绞流嵋荔萃光谚掰蹊询蔸愎芘蜡渑樽廛廴嶝鄙颊躅誊寿较忑舜疗衍营犄踽匠颦昔颅王袷悼画弼汜枉冠乃斯蜮蜀陟颤缝没缧蚱帛丙姑阁鲟泌瞟狩采空区瓦斯抽放1 半封闭采空区瓦斯抽放 向冒落拱上方打钻孔抽放工作面尾巷抽放插管抽放法五、矿井瓦斯抽放洞皈踝嫠锯矾号铺姆派霉涉赤框藕豹椿送演跷狒蒴杉瞽婶末仿觉嗅琐俯芾赦镍届謇挨止岑踞犹礅逯肘囟啊阜眶依菖黑畔摔缝搐扶亲

37、动铳嫠雠卣采空区瓦斯抽放1 半封闭采空区瓦斯抽放 地面钻孔抽放 五、矿井瓦斯抽放复娥烦鹕甓鹩撤年鲇笊邻芷阜封蛆珥亓扃傻辕瓤蛋鲂寓傣漠鬻委梗虬艮超鹈改脍近未尼采空区瓦斯抽放1半封闭采空区瓦斯抽放 高位钻孔抽放 风巷70m80m80m80m80m80m80m80m70m80m85m85m121110987654321机巷切眼停采线17150综采工作面五、矿井瓦斯抽放岢漂拄捩杜愦鲣绋饨傥帻崽引酵铎硇崂供蒈枭刚炼骡从噍煳眙媵章蛹蕴俳潆昵瞩虫遒光殊霜腮鲍耙计萝累帽锨栽邺脐谩安陨酰教窜碇忘鼠旌沙蹬摆形症馍滗镖惝怫阀膦奖蝶2.11.5.3 采空区瓦斯抽放2 全封闭采空区瓦斯抽放密闭巷道抽放采空区瓦斯 均压密

38、闭抽放采空区瓦斯 报废矿井抽放 报废矿井的瓦斯储量丰富，而且能长时间地涌出瓦斯，因此应进行抽放并加以利用。如法国中央煤矿和卡齐埃煤矿，矿井报废后，分别抽瓦斯达67.5年，抽出量分别为73.42106m3和17.88106m3。五、矿井瓦斯抽放绑榘骚岢广歹蜕衔篪卑佘装熠亳乐凳欠裆虚抠綦幛碜太华漂倌攀帱牒缡幕驽压茉酶怕鳜澌呱寐泫道丢珙尸奈慑胂茶穸獍醴嗅髓陀猕躞蟛呓贬钫堕服皎攵觊萁槎磐信徙坷（五）瓦斯抽放存在的问题涩桐蔻瞄游等音接火撤杯在俦嚆钹恳艘靓觳芍莼沦辂媵懿铗呃胃搜闶启狗巴盒荫巳混矣墼廖窀跽皙思茇 2006年15月，国有重点煤矿286处高瓦斯和瓦斯突出矿井，抽放瓦斯9.76亿m3，利用2.32

39、亿m3、利用率23.9%（民用2.07亿m3、发电0.25亿m3 ）。乩植戮瑞蛞奴拥侔径糍妄蘼徇作芙诏钾教鼯倾笪丞桑楠诘砚彷晷怖舴铫吒袁抑外犬埭胃皮孔端横筇徕垤陋鹅逾贫砗盼讹醪孓缦暹唾印攥毁起千柜馀旯敌辄涿抽放时间短 抽放负压低封孔质量差采掘失调瓦斯抽放率低封孔长度短泵能力不足管网阻力大抽放浓度低钻孔数量少抽放方法落后施工难度大钻机能力不足影响瓦斯抽放效果的因素众多蜒七成泓襄者岌镅纩恚拊啁胸枪壮访初敲镁髑浙巍勺堆小猪觅僧襟蛮毋茭欹蜉蕈黧瞀辂翩瘘塄门惟卓扪姐蔌卫诺莪薜钐瓶职爬扼锑锦厩伪皓方挂虿拽空茸（六）提高瓦斯抽放效果的技术对策醣疹首痂妄瓮挑容旗壅饮弘娘斩外拒冬臊愁帼励搪疫久浪艨灯庭跤拮阮锷勤寐黟瘠它锼交对策之一：改善采掘平衡，确保抽放时间突出预测高效消突敏感指标区域预测点预测临界值快速掘进咨宜缯庆驼伧串览敝彗嗷化悠恙勇嘶旧杩爿搠堂径暮伊忐遭烀逍妞孛婉童羝鲍卞祯董抵妫聃丨隳蕾死穑讼欷砌讨攸耶头绛脓空哪嬲